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        丙烷脫瀝青裝置適應(yīng)性改造綜述

        2018-05-09 07:50:03楊西姣
        山東化工 2018年8期
        關(guān)鍵詞:增壓泵板片規(guī)整

        楊西姣,李 娟

        (1.中國石化濟(jì)南分公司 瀝青車間, 山東 濟(jì)南 250101;2.青島科技大學(xué) 山東化工研究院,山東 濟(jì)南 250014)

        丙烷脫瀝青裝置是中石化濟(jì)南分公司重質(zhì)油加工過程中的一個重要環(huán)節(jié),是減壓渣油的重要處置措施。裝置產(chǎn)品脫瀝青油是生產(chǎn)HVIⅡ150BS光亮油和橡膠油等的重要原料,產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣、裝置單位能耗的高低會直接影響產(chǎn)品的銷售,從而影響公司的盈利水平,高能耗、低質(zhì)量就意味著產(chǎn)品失去了市場競爭力。

        為了適應(yīng)市場需求,原500kt/a丙烷脫瀝青裝置進(jìn)行了適應(yīng)性改造,改造后處理量提升為600kt/a,具備了處理臨盤渣油和勝利進(jìn)口混合渣油等不同原料的生產(chǎn)條件,能夠生產(chǎn)出殘?zhí)?1.6%的優(yōu)質(zhì)潤滑油料,與此同時裝置能耗也降低了12.23%。

        1 裝置適應(yīng)性改造項目

        1.1 萃取塔改用FG-Ⅱ格柵規(guī)整填料

        原500kt/a丙烷脫瀝青裝置萃取塔采用的是轉(zhuǎn)盤塔,由于驅(qū)動轉(zhuǎn)盤的水輪丙烷高速液流產(chǎn)生漩渦,造成過度攪拌,會使分散相的液滴過小,造成返混,不利于傳質(zhì)與分離,萃取效果低。較差的萃取效果,使得后續(xù)的蒸發(fā)、汽提系統(tǒng)負(fù)荷增大,最終導(dǎo)致能耗上升。

        改造后萃取塔中段自上而下安裝三段格柵型規(guī)整填料,在原料及主、副丙烷入塔處改用并列多管型液體分配器,見圖1。主體填料采用清華大學(xué)開發(fā)的FG-Ⅱ格柵規(guī)整填料,它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在與垂直面成45度角的多層平面上有兩塊以上的矩形板片平行排列,在板片之間按一定距離插入相應(yīng)的矩形隔板,使板片與隔板之間立體交叉成Z型,每一塊板片的頂端加工成特殊的圓弧,減少了壁流效應(yīng)。板片上開設(shè)的均勻分布的圓孔,對兩相具有切割、破碎的作用,使兩相充分交換,提升了填料表面的利用率,提高了萃取塔的通量和效率。

        另外,改造后的三段格柵規(guī)整填料段均由三塊FG-Ⅲ型波紋板填料支撐,它采用規(guī)整填料制成,不僅對格柵填料起支撐作用,而且促使兩相再次分布,在一定程度上促進(jìn)了液-液傳質(zhì)。

        圖1 改造后萃取塔

        1.2 萃取-臨界系統(tǒng)流程動改

        原丙烷脫瀝青裝置萃取-臨界系統(tǒng)增壓泵位于臨界丙烷-輕脫油丙烷溶液換熱器(E-1)后,萃取塔頂部抽出的輕脫油丙烷溶液(溫度較低)與臨界塔頂抽出的臨界丙烷(溫度較高)換熱后進(jìn)入增壓泵。在生產(chǎn)光亮油基礎(chǔ)油原料的情況下,為滿足脫瀝青油收率、殘?zhí)?、粘度、以及質(zhì)量的要求,需投用萃取塔頂部蒸汽加熱器,萃取塔頂溫比生產(chǎn)催化料時提高8℃,增壓泵就可能出現(xiàn)入口溫度超過設(shè)計的85℃導(dǎo)致泵不上量的現(xiàn)象。

        改造后,增壓泵移到了臨界丙烷-輕脫油丙烷溶液換熱器的前面,如圖2,萃取塔頂?shù)妮p脫油丙烷溶液直接進(jìn)入增壓泵,泵的上量情況變好。另一方面,E-1沒有了增壓泵溫度的制約,生產(chǎn)中就可以盡量加大臨界丙烷量從而減少主丙烷的補(bǔ)充量,丙烷泵(P-4)的負(fù)荷也相應(yīng)降低。

        圖2 改造后萃取-臨界系統(tǒng)流程

        1.3 加熱爐熱管式煙氣回收系統(tǒng)的應(yīng)用

        改造中新增了下置式熱管空氣預(yù)熱器回收系統(tǒng),回收煙氣余熱。并新設(shè)鼓風(fēng)機(jī)(K-4)和引風(fēng)機(jī)(K-5)各一臺,如圖3。來自對流室上部的熱煙氣經(jīng)煙道進(jìn)入熱管式空氣預(yù)熱器與空氣換熱后,由煙氣引風(fēng)機(jī)引入冷煙道煙道擋板上部(正常運(yùn)行煙道擋板全關(guān),非正常狀態(tài)時開到一定位置維持爐膛負(fù)壓),經(jīng)冷煙道返回爐頂煙囪排入大氣;冷空氣由鼓風(fēng)機(jī)送入熱管式空氣預(yù)熱器與煙氣換熱后,經(jīng)熱風(fēng)道供爐底燃燒器燃燒使用(正常狀況下爐底風(fēng)道的快開風(fēng)門全關(guān),非正常狀態(tài)時要緊急打開快開風(fēng)門維持氧含量)。熱管式空氣預(yù)熱器降低了排煙溫度,提高了空氣入爐溫度,使燃燒效率達(dá)到90%以上,大大降低了燃料的消耗。

        圖3 改造后加熱爐熱管式煙氣回收系統(tǒng)

        另外改造中在加熱爐前增設(shè)瀝青-中壓丙烷換熱器,充分利用中壓丙烷的余熱(該部分熱量原先用空冷去除),爐入口物料溫度上升10℃以上,對降低加熱爐負(fù)荷有明顯作用。

        2 改造效果

        裝置改造后,在減壓渣油原料和丙烷溶劑性質(zhì)相同的情況下,對產(chǎn)品質(zhì)量及裝置能耗進(jìn)行了考察,產(chǎn)品收率及質(zhì)量見表1,裝置能耗組成見表2。

        從表1可以看出,改造后脫瀝青油的總拔出率達(dá)到36%,比改造前提高3%;輕脫油的殘?zhí)靠梢赃_(dá)到1.06%,達(dá)到生產(chǎn)HVIⅡ150BS光亮油原料的條件;裝置的平均能耗由改造前的22kg標(biāo)油/噸下降到19.31kg標(biāo)油/噸,下降了12.23%,其中變化最大的是瓦斯消耗,降幅高達(dá)50%。

        表1 產(chǎn)品收率及質(zhì)量

        表2 丙烷脫瀝青裝置能耗(Kg標(biāo)油/T)組成

        3 結(jié)論

        濟(jì)南分公司600kt/a丙烷脫瀝青裝置整體流程采用“低-高”、“萃取-沉降”兩段萃取工藝技術(shù),充分利用循環(huán)溶劑的位能和熱能;核心設(shè)備萃取塔采用FG-Ⅱ格柵規(guī)整填料;加熱爐應(yīng)用熱管式空氣預(yù)熱系統(tǒng)等節(jié)能技術(shù),與原500kt/a丙烷脫瀝青裝置相比萃取-臨界系統(tǒng)運(yùn)行狀況得到優(yōu)化,產(chǎn)品收率提高,質(zhì)量改善。在減壓渣油原料和丙烷溶劑性質(zhì)相同的情況下,能耗降低了12.23%,改造效果顯著。

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